2019年01月17日 | LPC1788启动代码分析

在Keil uVision4中新建一个基于NXP1788的工程后，会提示添加启动汇编代码startup_LPC177x_8x.S。该文件进行从汇编到C语言运行环境的初始化工作。

;/*****************************************************************************

; * @file:    startup_LPC177x_8x.s

; * @purpose: CMSIS Cortex-M3 Core Device Startup File

; *           for the NXP LPC177x_8x Device Series

; * @version: V1.20

; * @date:    07. October 2010

; *------- <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>> ------------------

; *

; * Copyright (C) 2010 ARM Limited. All rights reserved.

; * ARM Limited (ARM) is supplying this software for use with Cortex-M3

; * processor based microcontrollers.  This file can be freely distributed

; * within development tools that are supporting such ARM based processors.

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; * THIS SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS".  NO WARRANTIES, WHETHER EXPRESS, IMPLIED

; * OR STATUTORY, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, IMPLIED WARRANTIES OF

; * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE APPLY TO THIS SOFTWARE.

; * ARM SHALL NOT, IN ANY CIRCUMSTANCES, BE LIABLE FOR SPECIAL, INCIDENTAL, OR

; * CONSEQUENTIAL DAMAGES, FOR ANY REASON WHATSOEVER.

; *

; *****************************************************************************/

;

;   

;

Stack_Size      EQU     0x00000200                          ;开辟一块大小为Stack_Size的栈空间

 AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

                ;AREA伪指令用于定义代码段和数据段，后跟属性标号。“READWRITE”表示可读写 “READONLY”只读。

                ;根据数据手册知可读写段保持在SRAM区，起始地址为0x1000 0000，堆栈保存在SRAM空间。

                ;只读段保存在Flash区，起始地址为0x0000 0000，代码中的中断向量表保存在Flash空间

                ;在0x0000 0000 存放的是栈顶的地址__initial_sp（即0x1000 0200），在0x0000 0004 存放的是Reset_Handler的地址

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size

__initial_sp                                                ;标号__initial_sp指向栈顶位置

;

;   

;

Heap_Size       EQU     0x00000400                          ;定义堆空间大小为Heap_Size?

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

__heap_limit

                PRESERVE8

                THUMB

;cortex-M3规定起始地址必须存放栈顶地址即__initial_sp，紧接着存放复位入口地址，

;这样内核复位后就会自动从起始地址的下32位取出复位地址执行复位中断服务函数。

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

                AREA    RESET, DATA, READONLY

                EXPORT  __Vectors

__Vectors       DCD     __initial_sp              ; Top of Stack        ;建立中断向量表Vectors

                DCD     Reset_Handler             ; Reset Handler

                DCD     NMI_Handler               ; NMI Handler

                DCD     HardFault_Handler         ; Hard Fault Handler

                DCD     MemManage_Handler         ; MPU Fault Handler

                DCD     BusFault_Handler          ; Bus Fault Handler

                DCD     UsageFault_Handler        ; Usage Fault Handler

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     SVC_Handler               ; SVCall Handler

                DCD     DebugMon_Handler          ; Debug Monitor Handler

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     PendSV_Handler            ; PendSV Handler

                DCD     SysTick_Handler           ; SysTick Handler

                ; External Interrupts

                DCD     WDT_IRQHandler            ; 16: Watchdog Timer

                DCD     TIMER0_IRQHandler         ; 17: Timer0

                DCD     TIMER1_IRQHandler         ; 18: Timer1

                DCD     TIMER2_IRQHandler         ; 19: Timer2

                DCD     TIMER3_IRQHandler         ; 20: Timer3

                DCD     UART0_IRQHandler          ; 21: UART0

                DCD     UART1_IRQHandler          ; 22: UART1

                DCD     UART2_IRQHandler          ; 23: UART2

                DCD     UART3_IRQHandler          ; 24: UART3

                DCD     PWM1_IRQHandler           ; 25: PWM1

                DCD     I2C0_IRQHandler           ; 26: I2C0

                DCD     I2C1_IRQHandler           ; 27: I2C1

                DCD     I2C2_IRQHandler           ; 28: I2C2

                DCD     SPIFI_IRQHandler          ; 29: SPIFI

                DCD     SSP0_IRQHandler           ; 30: SSP0

                DCD     SSP1_IRQHandler           ; 31: SSP1

                DCD     PLL0_IRQHandler           ; 32: PLL0 Lock (Main PLL)

                DCD     RTC_IRQHandler            ; 33: Real Time Clock

                DCD     EINT0_IRQHandler          ; 34: External Interrupt 0

                DCD     EINT1_IRQHandler          ; 35: External Interrupt 1

                DCD     EINT2_IRQHandler          ; 36: External Interrupt 2

                DCD     EINT3_IRQHandler          ; 37: External Interrupt 3

                DCD     ADC_IRQHandler            ; 38: A/D Converter

                DCD     BOD_IRQHandler            ; 39: Brown-Out Detect

                DCD     USB_IRQHandler            ; 40: USB

                DCD     CAN_IRQHandler            ; 41: CAN

                DCD     DMA_IRQHandler            ; 42: General Purpose DMA

                DCD     I2S_IRQHandler            ; 43: I2S

                DCD     ENET_IRQHandler           ; 44: Ethernet

                DCD     MCI_IRQHandler            ; 45: SD/MMC card I/F

                DCD     MCPWM_IRQHandler          ; 46: Motor Control PWM

                DCD     QEI_IRQHandler            ; 47: Quadrature Encoder Interface

                DCD     PLL1_IRQHandler           ; 48: PLL1 Lock (USB PLL)

                DCD     USBActivity_IRQHandler    ; 49: USB Activity interrupt to wakeup

                DCD     CANActivity_IRQHandler    ; 50: CAN Activity interrupt to wakeup

                DCD     UART4_IRQHandler          ; 51: UART4

                DCD     SSP2_IRQHandler           ; 52: SSP2

                DCD     LCD_IRQHandler            ; 53: LCD

                DCD     GPIO_IRQHandler           ; 54: GPIO

                DCD     PWM0_IRQHandler           ; 55: PWM0

                DCD     EEPROM_IRQHandler         ; 56: EEPROM

                IF      :LNOT::DEF:NO_CRP

                AREA    |.ARM.__at_0x02FC|, CODE, READONLY

CRP_Key         DCD     0xFFFFFFFF

                ENDIF

                AREA    |.text|, CODE, READONLY

; Reset Handler

Reset_Handler   PROC

                EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]        ;EXPORT用于声明全局性

                IMPORT  SystemInit                              ;复位后先后调用SystemInit()  main()

                IMPORT  __main

                LDR     R0, =SystemInit

                BLX     R0

                LDR     R0, =__main

                BX      R0

                ENDP

; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)

NMI_Handler     PROC

                EXPORT  NMI_Handler               [WEAK]

                B       .

                ENDP

HardFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  HardFault_Handler         [WEAK]

                B       .

                ENDP

MemManage_Handler\

                PROC

                EXPORT  MemManage_Handler         [WEAK]

                B       .

                ENDP

BusFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  BusFault_Handler          [WEAK]

                B       .

                ENDP

UsageFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  UsageFault_Handler        [WEAK]

                B       .

                ENDP

SVC_Handler     PROC

                EXPORT  SVC_Handler               [WEAK]

                B       .

                ENDP

DebugMon_Handler\

                PROC

                EXPORT  DebugMon_Handler          [WEAK]

                B       .

                ENDP

PendSV_Handler  PROC

                EXPORT  PendSV_Handler            [WEAK]

                B       .

                ENDP

SysTick_Handler PROC

                EXPORT  SysTick_Handler           [WEAK]

                B       .

                ENDP

Default_Handler PROC

                EXPORT  WDT_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIMER0_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIMER1_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIMER2_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIMER3_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  UART0_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  UART1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  UART2_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  UART3_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  PWM1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  I2C0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  I2C1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  I2C2_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  SPIFI_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  SSP0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  SSP1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PLL0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  RTC_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  EINT0_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EINT1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EINT2_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EINT3_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  ADC_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  BOD_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  USB_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  CAN_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  DMA_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  I2S_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  ENET_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  MCI_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  MCPWM_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  QEI_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  PLL1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  USBActivity_IRQHandler    [WEAK]

                EXPORT  CANActivity_IRQHandler    [WEAK]

                EXPORT  UART4_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  SSP2_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  LCD_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  GPIO_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PWM0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  EEPROM_IRQHandler         [WEAK]

WDT_IRQHandler

TIMER0_IRQHandler

TIMER1_IRQHandler

TIMER2_IRQHandler

TIMER3_IRQHandler

UART0_IRQHandler

UART1_IRQHandler

UART2_IRQHandler

UART3_IRQHandler

PWM1_IRQHandler

I2C0_IRQHandler

I2C1_IRQHandler

I2C2_IRQHandler

SPIFI_IRQHandler

SSP0_IRQHandler

SSP1_IRQHandler

PLL0_IRQHandler

RTC_IRQHandler

EINT0_IRQHandler

EINT1_IRQHandler

EINT2_IRQHandler

EINT3_IRQHandler

ADC_IRQHandler

BOD_IRQHandler

USB_IRQHandler

CAN_IRQHandler

DMA_IRQHandler

I2S_IRQHandler

ENET_IRQHandler

MCI_IRQHandler

MCPWM_IRQHandler

QEI_IRQHandler

PLL1_IRQHandler

USBActivity_IRQHandler

CANActivity_IRQHandler

UART4_IRQHandler

SSP2_IRQHandler

LCD_IRQHandler

GPIO_IRQHandler

PWM0_IRQHandler

EEPROM_IRQHandler

                B       .

                ENDP

                ALIGN

; User Initial Stack & Heap

                IF      :DEF:__MICROLIB

                EXPORT  __initial_sp

                EXPORT  __heap_base

                EXPORT  __heap_limit

                ELSE

                IMPORT  __use_two_region_memory

                EXPORT  __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap

                LDR     R0, =  Heap_Mem

                LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)

                LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)

                LDR     R3, = Stack_Mem

                BX      LR

                ALIGN

                ENDIF

                END

程序完成如下内容的工作：

        开辟一块大小为Stack_Size的栈空间；

        标号__initial_sp指向栈顶位置；

        定义堆空间大小为Heap_Size；

建立中断向量表Vectors，cortex-M3规定起始地址必须存放栈顶地址即__initial_sp，紧接着存放复位入口地址，这样内核复位后就会自动从起始地址的下32位取出复位地址执行复位中断服务函数。

Reset_Handler复位中断函数中先EXPORT声明Reset_Handler的全局性，然后分别执行外部的函数SystemInit和__main。

下面对汇编程序中的几个关键字做说明：

AREA伪指令：用于定义代码段和数据段，后跟属性标号。其中“READWRITE”表示可读写，“READONLY”只读属性。根据LPC1788的数据手册描述的存储介质，可知可读写段保持在SRAM区，起始地址为0x1000 0000，代码中的堆栈保存在SRAM空间。只读段保存在Flash区，起始地址为0x0000 0000，代码中的中断向量表保存在Flash空间。 因此可以总结出，在0x0000 0000 存放的是栈顶的地址__initial_sp（即0x1000 0200），在0x0000 0004 存放的是Reset_Handler的地址。

图1：LPC1788 地址映射

图2： debug中 0地址的值0x1000 0200 即栈顶地址， 0x0000 0004 地址值为0x0000 00F9（看反汇编可知该值 即Reset_Handler的入口如下图）。

DCD指令：开辟内存空间，中断向量表建立中使用相当于C语言中的函数指针，每个成员都是函数指针，指向各个中断服务函数。

自此分析了LPC1788的启动，主要包括堆栈初始化，和中断向量表的初始化。LPC1788有内部Flash，所以上点从内部Flash启动，内部Flash的起始地址为0x0000 0000，存放栈顶的地址0x1000 0200。 0x0000 0004存放复位中断的入口地址。LPC1788复位后，从0x0000 0004取出复位入口地址，执行中断复位函数，从而跳转到SystemInit和main C语言函数执行。